本發(fā)明屬于管樁的樁靴技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴及其施工方法。

背景技術(shù)：

經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高強(qiáng)和質(zhì)量穩(wěn)定的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁克服了鋼樁成本高、不耐腐蝕和灌注樁原料用量大、樁身質(zhì)量無法保障的缺點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用并不斷向大直徑大承載方向發(fā)展。但目前PHC管樁基礎(chǔ)沉樁施工所采用最廣泛的錘擊法、靜壓法和預(yù)鉆孔法因其技術(shù)特點(diǎn)無法滿足環(huán)保、高強(qiáng)和質(zhì)量穩(wěn)定的需求，易造成樁身?yè)p傷或環(huán)境污染。一種隨鉆跟管樁機(jī)及隨鉆跟管樁施工方法(ZL201210022133.X)，鉆進(jìn)、沉樁和取土的同步進(jìn)行，沉樁終了在管壁和孔壁間通過水泥漿粘結(jié)，施工文明無污染，是一種綠色環(huán)保的樁型。

在隨鉆跟管樁施工方法沉樁的過程中，樁靴既要保護(hù)樁端和持力層不發(fā)生破壞，同時(shí)也需要有利于螺旋鉆桿向上排土。現(xiàn)有樁靴多為由鋼制板材焊接而成，造價(jià)較高，同時(shí)易受地下空間環(huán)境的腐蝕，導(dǎo)致樁基礎(chǔ)的附加沉降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要解決上述樁靴造價(jià)較高、容易受到環(huán)境腐蝕的技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)成本底、結(jié)構(gòu)可靠不易受到腐蝕的大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴及其施工方法。

為了解決上述問題，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明所述用于大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴，包括端板和環(huán)狀的鋼筋混凝土構(gòu)件，所述端板為同心圓環(huán)狀；

所述鋼筋混凝土構(gòu)件包括混凝土和嵌固在混凝土中的鋼筋骨架，所述鋼筋混凝土構(gòu)件與端板連接一端的中心孔直徑小于其底部中心孔的直徑。

進(jìn)一步地，所述鋼筋骨架與所述端板通過焊接連接。

進(jìn)一步地，為方便螺旋鉆桿將土體沿管樁中空部分帶出，所述鋼筋混凝土構(gòu)件的環(huán)向截面為直角梯形狀，其斜邊與水平面的夾角為45°～75°。

進(jìn)一步地，為了在沉樁過程中保護(hù)樁身和樁端連接，所述端板的外徑比適用于該樁靴的管樁的樁外徑大10mm～25mm；所述端板的內(nèi)徑與適用于該管靴的管樁內(nèi)徑相等。

進(jìn)一步地，為保證所述鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，提高所述鋼筋骨架的承載力，所述鋼筋骨架包括環(huán)狀的鋼筋環(huán)和設(shè)置在鋼筋環(huán)上的若干平面鋼筋，所述平面鋼筋為梯形鋼筋結(jié)構(gòu)，所述平面鋼筋關(guān)于所述樁靴的軸心沿圓周方向均勻設(shè)置，所述平面鋼筋與所述鋼筋環(huán)通過焊接連接。

進(jìn)一步地，所述平面鋼筋的數(shù)量是適用該樁靴的管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的整數(shù)倍。

進(jìn)一步地，所述鋼筋環(huán)包括連接所述平面鋼筋內(nèi)外兩側(cè)的一個(gè)以上內(nèi)鋼筋環(huán)和一個(gè)以上外鋼筋環(huán)。

進(jìn)一步地，為滿足鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力要求，所述鋼筋環(huán)的直徑為6mm～10mm；所述平面鋼筋的直徑為12mm～30mm。

一種用于大直徑隨鉆跟管樁的施工方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)隨鉆跟管樁所用管樁的直徑設(shè)計(jì)樁靴的截面直徑；

S2、根據(jù)以下數(shù)學(xué)模型，得到樁靴混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度σ_c：

其中，P為樁基礎(chǔ)端承力，a和b分別是樁靴底面圓環(huán)的外直徑和內(nèi)直徑，η為表征混凝土有限承載面積的系數(shù)，取值為0.85～0.96。

S3、將端板與管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋連接；

S4、將平面鋼筋焊接到端板上，通過鋼筋環(huán)將平面鋼筋連接；

S5、根據(jù)S2中得到的樁靴的混凝土強(qiáng)度σ_c澆筑樁靴的混凝土。

進(jìn)一步地，所述S3中，端板與適用于該樁靴的管樁的預(yù)應(yīng)力鋼筋通過焊接連接；

所述平面鋼筋以樁靴中心為圓點(diǎn)的圓周方向均勻分布，所述平面鋼筋通過焊接與鋼筋環(huán)連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用鋼筋混凝土代替鋼材，減少用鋼量，大幅降低成本；而且本發(fā)明所述樁靴的成型可以和管樁的制備同步進(jìn)行，減少運(yùn)輸周轉(zhuǎn)及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，并提高了樁靴與管樁間的連接質(zhì)量；同時(shí)具有更好的耐腐蝕性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中：

圖1是本發(fā)明所述用于大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述用于大直徑隨鉆跟隨管樁的樁靴中端板和鋼筋骨架焊接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-端板，2-混凝土構(gòu)件，21-混凝土，22-鋼筋骨架，221-鋼筋環(huán)，222-平面鋼筋。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本實(shí)施例中以直徑為1000mm管樁的樁靴為例，如圖1～圖2所示，本發(fā)明所述用于大直徑隨鉆跟管樁的樁靴，包括端板1和鋼筋混凝土構(gòu)件2；所述端板1為同心圓環(huán)狀的鋼板；所述鋼筋混凝土構(gòu)件2呈中心對(duì)稱環(huán)狀，所述鋼筋混凝土構(gòu)件與端板連接一端的中心孔直徑小于底部中心孔的直徑；所述鋼筋混凝土構(gòu)件2包括混凝土21和嵌固在混凝土中的鋼筋骨架22；所述鋼筋骨架22與所述端板1下表面通過焊接連接。

為了在沉樁過程中保護(hù)樁身和樁端連接，所述端板1外徑比適用于該樁靴的管樁的外直徑大10～25mm，本實(shí)施例中，管樁外徑為1000mm，所述端板1外直徑為1020mm，但本發(fā)明的樁板1的直徑不局限于比管樁的外直徑大20mm，也可以大10mm、15mm和25mm。所述端板1的內(nèi)徑與適用該樁靴的管樁內(nèi)徑相同。

為方便螺旋鉆桿將土體沿管樁中空部分帶出，所述鋼筋混凝土構(gòu)件2的截面為直角梯形，其斜邊與水平面夾角為45°～75°，本實(shí)施例中，所述鋼筋混凝土構(gòu)件2橫截面的斜邊與水平面夾角為60°。

為保證所述鋼筋混凝土構(gòu)件2的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，提高所述鋼筋骨架22使其承載力增大的有利作用，所述鋼筋骨架22包括環(huán)狀的鋼筋環(huán)221和平面鋼筋222，所述鋼筋環(huán)221與所述平面鋼筋222通過焊接連接固定，所述平面鋼筋222為繞樁靴軸心沿圓周方向均勻分布，所述平面鋼筋222為梯形鋼筋結(jié)構(gòu)，所述平面鋼筋222的數(shù)量是適用該樁靴的管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的整數(shù)倍，本實(shí)施例中，所述平面鋼筋222的數(shù)量與適用該樁靴的管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量相等。所述鋼筋環(huán)221為若干連接所述平面鋼筋222內(nèi)外兩側(cè)的鋼筋圓環(huán)，本實(shí)施例中，所述鋼筋圓環(huán)的數(shù)量為4個(gè)。

為滿足鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力要求，所述平面鋼筋222的直徑為12～30mm，所述鋼筋環(huán)221的直徑為6～10mm，本實(shí)施例中，所述平面鋼筋222和所述鋼筋環(huán)221的直接分別為20mm和8mm。

本發(fā)明所述用于大直徑隨鉆跟管樁的施工方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)隨鉆跟管樁所用管樁的直徑設(shè)計(jì)樁靴的截面直徑。

S2、根據(jù)以下的數(shù)學(xué)模型，得到樁靴混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度σ_c：

其中，P為樁基礎(chǔ)端承力，a和b分別是樁靴底面圓環(huán)的外徑和內(nèi)徑，η為表征混凝土有限承載面積的系數(shù)，取值為0.85～0.96，本實(shí)施例中，η取為0.95。

S3、將端板1與適用于該樁靴的管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋通過焊接連接，完成預(yù)應(yīng)力張拉。

S4、將平面鋼筋222焊接到端板1上，通過鋼筋環(huán)221將平面鋼筋222連接固定，平面鋼筋222以樁靴中心為圓心沿圓周方向均勻分布。

S5、根據(jù)S2中設(shè)計(jì)的樁靴的混凝土強(qiáng)度等級(jí)澆筑鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土。

S6、按相關(guān)規(guī)范要求對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

本發(fā)明采用鋼筋混凝土代替鋼材，減少用鋼量，大幅降低成本；并且本發(fā)明中的樁靴的成型可以和管樁的制備同步進(jìn)行，減少運(yùn)輸周轉(zhuǎn)及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，節(jié)約了施工成本，并提高了樁靴與管樁間的連接質(zhì)量；同時(shí)具有更好的耐腐蝕性。

本實(shí)施例所述用于大直徑隨鉆跟管樁的樁靴的其它結(jié)構(gòu)參見現(xiàn)有技術(shù)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。